Estudo do comportamento térmico de edifícios : análise da influência da orientação e inércia térmica

A recente transposição da directiva europeia relativa ao Desempenho Energético dos Edifícios (2002/91/CE) e posteriormente a (2010/31/EU) pelo Decreto-Lei n.º 118/2013 de 20 de Agosto, incluiu num único diploma o Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE), o Regulamento do Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH) e o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços (RECS), introduzindo desta forma novos parâmetros de conforto interior para os edifícios a construir em Portugal. A necessidade e a curiosidade em aprofundar o estudo do desempenho energético de edifícios, em particular em dois parâmetros que influenciam o cálculo, a inércia térmica e a orientação solar, esteve na base da escolha deste trabalho. Neste sentido foram estudadas várias soluções construtivas correntes da nossa construção para se conseguir compreender a variação da inércia térmica das duas moradias em estudo e assim determinar a influência que tem a inércia térmica no conforto interior. Foi também tido em conta neste estudo, a variação da orientação solar e a sua influência nos ganhos térmicos para a estação de aquecimento e arrefecimento. Deste modo conseguiu-se aferir a influência que a energia solar tem nos cálculos do conforto interior para as várias orientações solares. Por curiosidade calcularam-se também os dados das moradias sem obstruções solares de modo a fazer uma comparação com e sem os elementos que provocam sombreamento nos vãos solares. Por último utilizou-se o software Design Builder para fazer a simulação dinâmica das moradias e comparar com os resultados obtidos do cálculo regulamentar do REH.

Análise económica e financeira da reabilitação na construção

O setor da construção tem evoluído ao longo dos anos, quer em termos de processos construtivos, quer em termos de materiais aplicados, tendo sempre em conta a relação custo/prazo/qualidade. Atualmente existe uma grande quantidade de edifícios cujo tempo de vida útil está a chegar ao fim e cujas estruturas e materiais se vêm a degradar progressivamente. É então necessário proceder à sua demolição e posterior construção de uma edificação nova ou então recorrer a processos de reabilitação, que visam conservar o património arquitetónico e procurar corresponder às solicitações e exigências regulamentares requeridas. Isto leva a outro ponto, que é a análise do investimento e a verificação da rentabilidade do projeto. A presente dissertação, inserida no Mestrado em Conservação e Reabilitação do Edificado, tem como objetivos fazer uma análise económica e financeira a vários edifícios intervencionados, verificando a viabilidade do projeto e determinando o período de retorno do investimento. O caso de estudo é um conjunto de quatro edifícios de custos controlados que foram reabilitados pelo exterior com o objetivo de melhorar o comportamento térmico, bem como as condições interiores das habitações, a nível de instalações e acústica. Por sua vez, os objetivos da presente dissertação incidem especificamente no isolamento térmico dos edifícios, na substituição das caixilharias e das janelas, das caixas de estore e dos estores. Foram realizadas medições de temperatura e humidade relativa antes, durante e após a reabilitação, através de um aparelho medidor Hygropalm, da Rotronic. Foram também registados os consumos energéticos (eletricidade, água e gás) antes e após a reabilitação. Posteriormente procedeu-se à análise e comparação de resultados em termos de custos para os moradores, bem como a análise de investimento para o dono dos edifícios. Foram também registadas as rendas que os moradores poderão pagar, estando divididas em três tipos: renda mínima, renda média e renda máxima e depois procedeu-se a uma análise financeira para cada uma delas. Considerando o investimento feito na reabilitação e analisando quatro cenários diferentes e sua receita respectiva (lucros expectáveis), sendo a receita correspondente à poupança energética e a cada tipo de renda, verificou-se que o investimento tinha retorno passados muitos anos.

Ambiente térmico e índice de satisfação nos locais de trabalho

Na confeção de refeições em cozinhas profissionais, há uma grande geração de calor, substâncias químicas, fumo, vapor de água e odores que vão afetar o ambiente térmico e a qualidade do ar, pondo em causa as condições de trabalho dos seus profissionais. Com o presente trabalho pretendeu-se estudar as condições térmicas a que os trabalhadores estão sujeitos quando confecionam os alimentos. Neste estudo, foram efetuadas medições em diferentes locais em várias cozinhas. Os dados recolhidos foram comparados com a tabela de valores climáticos recomendáveis com base nos dados da ACT. Verificou-se excedências aos valores considerados aceitáveis para as atividades realizadas. Complementarmente, foram inquiridos os trabalhadores, de forma a obter uma avaliação subjetiva e poder comparar com os resultados das medições.

Sistema de arrefecimento de uma cobertura envidraçada por deslizamento de água e acompanhamento da execução de cadernos de encargos

Actualmente, o conforto térmico no interior de qualquer edifício ocupa um lugar de grande importância no seu projecto visando oferecer bem-estar às pessoas que o frequentam. As tendências arquitectónicas correntes baseadas na adopção de extensas áreas envidraçadas resultam num risco acrescido de sobreaquecimento do ambiente interior dos edifícios e no consequente aumento do consumo de energia para arrefecimento dos mesmos, tornando premente a necessidade de estudar as melhores estratégias para contrariar esse incremento de custo. Um ambiente interior de qualidade é conseguido através de equipamentos mecânicos para Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) ou através de soluções bioclimáticas, as quais aproveitam as condições endógenas do clima para maximizar o conforto e a saúde dos utilizadores do edifício, minimizando o uso de energia. O caso precedente, que inclui a refrigeração passiva, implica a utilização de soluções tecnológicas para reduzir a temperatura dos edifícios sem a necessidade de consumo de energia. É no âmbito desta temática que o presente projecto se insere visando encontrar soluções pragmáticas para que o conforto térmico no edifício estudado seja o mais adequado, tanto a nível de consumo energético como de condições térmicas. A solução adoptada para a redução da temperatura interior é baseada em arrefecimento evaporativo, mais concretamente num deslizamento contínuo de água onde o abaixamento de temperatura é feito pela mudança de fase da água, isto é, a transformação do estado líquido para o de vapor. Adicionalmente importa elaborar o caderno de encargos para levar a efeito a implementação do projecto. No caso presente, o projecto foi desenvolvido numa unidade hospitalar pública, pelo que os normativos a aplicar são desta natureza e, por consequência importa compreender, implementar e acompanhar os respectivos documentos e processos de aquisição e manutenção para que o ciclo de conhecimento, desde o projecto à sua implementação, fique completo. Esta é a razão para que a presente monografia incorpore um módulo referente à elaboração e acompanhamento da implementação de cadernos de encargos.

A geotecnia na reabilitação de edifícios : estado da arte

A reabilitação urbana é um tema que tem vindo a assumir enorme importância ao longo da última década em Portugal, nomeadamente pelo excesso de construção nova em detrimento da reabilitação do edificado existente. A degradação do património edificado, com elevado valor patrimonial, nomeadamente nas cidades mais antigas, fez com que os agentes envolvidos na construção olhassem com cada vez maior interesse para este problema. Contudo e com a alteração do padrão de vida é necessário adequar os edifícios antigos aos tempos contemporâneos, melhorando-os nas condições de habitabilidade, conforto e acessibilidade. Nesse sentido, serão abordadas as principais soluções usadas na execução de contenções periféricas, reforço e/ou recalçamento de fundações de edifícios. Proceder-se-á, ainda, à análise das metodologias construtivas mais comuns, com descrição do seu campo de aplicação e respetivas vantagens e desvantagens. Serão apresentados diversos casos de obra, analisando as suas principais condicionantes e soluções adotadas em cada caso. Finalmente, o presente trabalho pretende contribuir para melhor compreender os problemas inerentes ao processo de reabilitação urbana, nomeadamente a execução de contenções periféricas com ou sem recalçamento ou reforço de fundações, tendo em consideração as técnicas ao dispor, os seus problemas construtivos e consequências de ordem geológicogeotécnica e estrutural, em edifícios ou terrenos contíguos.

A conservação de azulejo de fachada na cidade do Porto. As práticas de reabilitação de edifícios com fachadas azulejadas

Este trabalho debruça-se sobre os revestimentos azulejares semi-industriais de fachada produzidos desde meados do século XIX até às primeiras décadas do século XX, existentes na parte oriental da cidade do Porto. Com esta abordagem procura-se contribuir para o entendimento da importância destes azulejos no contexto histórico-cultural da cidade, reforçando os argumentos para a sua preservação enquanto património urbano. Ao longo deste estudo foi também realizada uma análise sobre diversos fatores de degradação típicos destes revestimentos, apresentando-se algumas soluções técnicas para a conservação e restauro deste património no contexto atual da reabilitação urbana. Foram também alvo de análise e reflexão a observação de um conjunto de intervenções levadas a cabo nos últimos anos e o seu impacto na estética e no património da cidade, relacionando-as com os princípios ético-deontológicos da salvaguarda patrimonial.

Avaliação do potencial de reabilitação de zonas urbanas antigas-degradadas : aplicação ao caso da Baixa de Coimbra

A reabilitação urbana consiste numa forma de intervenção incorporada sobre a zona urbana existente, em que o património urbanístico é mantido, num todo ou em parte substancial, e modernizado através da realização de obras de remodelação ou beneficiação dos sistemas de infraestruturas urbanas, reconstrução, ampliação, alteração, conservação ou demolição dos edifícios. Em Portugal, ao contrário dos restantes países da união europeia, a reabilitação urbana ainda tem pouca expressão. O objetivo central da presente dissertação é o desenvolvimento de uma avaliação comparativa dos custos de intervenção (execução de obras de reabilitação) para diferentes níveis de estado de conservação de edifícios. Para tal, utiliza-se um caso real de estudo na baixa de Coimbra, mais concretamente dos 27 edifícios da Rua da Moeda, dos quais se efetuou o estudo do estado de conservação. Selecionaram-se cinco edifícios, um por cada um dos diferentes níveis do estado de conservação / tipo de intervenção (Muito ligeira, Ligeira, Média, Grave e Muito Grave) e quantificou-se o custo das obras de reabilitação que seria necessário efetuar para restabelecer em cada um destes edifícios as condições adequadas de habitabilidade, conforto e segurança. Uma vez que as questões relativas à segurança e eficiência energética são cada vez mais um assunto central da agenda pública e política mundial, bem assim, como as relativas à preservação do ambiente, pareceu ainda interessante, procurar estimar a energia incorporada e as emissões de CO2 associadas a cada um dos referidos níveis de intervenção e comparar estes valores com os obtidos para o caso de uma nova construção. Tentou-se, ainda, perceber para quais dos níveis de conservação dos edifícios será economicamente e ambientalmente mais vantajoso reabilitar, do que simplesmente optar por demolir e construir de novo.

Gestão Técnica Centralizada em Edifícios da Força Aérea

A investigação centra-se na aplicação da Gestão Técnica Centralizada como instrumento para a melhoria da eficiência energética dos edifícios e infraestruturas da Força Aérea Portuguesa e diminuição de pessoal afeto à sua manutenção, tendo por base, dois casos de estudo, o edifício QC12 do Centro de Formação Militar e Técnica da Força Aérea e o ECOTERMOLAB, pertencente ao Instituto de Soldadura e Qualidade. Da análise desenvolvida conclui-se que o funcionamento dos edifícios ECOTERMOLAB e QC12, com controlo por GTC, representam anualmente uma diminuição de consumo energético em 30% e 44% respetivamente e, uma redução de 50% nos recursos humanos afetos à instalação do QC12. Da viabilidade económica obtiveram-se as métricas de Valor Atual Líquido e a Taxa Interna de Rentabilidade positivos e um Período de Recuperação do Investimento, de 11,5 anos para ECOTERMOLAB e 10,7 anos para QC12. Por fim, teceram-se algumas recomendações, dirigidas à Força Aérea Portuguesa, com o intento de melhorar a eficiência energética elétrica e a redução de recursos humanos afetos. Abstract: The research is focused in the application of the Centered Technique Management as an instrument to improve the Portuguese Air Force buildings and infrastructures’ energetic efficiency and to reduce the staff in charge of its maintenance, based on two study cases, QC 12 building in The Air Force Military and Technique Training Center and ECOTERMOLAB, which belongs to Instituto de Soldadura e Qualidade (Quality and Welding Institute). From the analysis, one can conclude that the functioning of the ECOTERMOLAB and QC12 buildings, with GTC control, represents an annual consumption of less 30% and 44% respectively and a 50% reduction in the human resources of the QC 12. From the economical viability, it was possible to get the figures of the Net Present Value and the Internal Rate of Return and a Period of Return on Investment of 11,5 years for ECOTERMOLAB and 10,7 years for QC 12. Finally, some recommendations to the Portuguese Air Force were made, aiming the improvement of the electrical energetic efficiency and a reduction in human resources.

Estudo da resistência ao fogo de pilares de aço inserido em paredes

O comportamento ao fogo de pilares de aço inseridos em paredes de edifícios é substancialmente diferente dos pilares quando isolados. O contacto com as paredes provoca por um lado um efeito de redução das temperaturas, revelando-se de certa forma favorável em termos de comportamento ao fogo, mas por outro lado provocando um aquecimento diferencial das secções levando ao aparecimento de esforços desfavoráveis (momentos fletores) nos pilares, aumentando a instabilidade. Este último fenómeno designa-se de “Thermal Bowing”, provocado pelo aquecimento diferencial, deve ser avaliado por uma quantificação rigorosa das temperaturas nos perfis de aço. O estudo foi realizado em dois níveis, numérico e experimental. Foram testados pilares inseridos em paredes de alvenaria, tanto com a alma paralela como perpendicular à parede. Pretendeu-se assim, avaliar o efeito da ação térmica diferencial no comportamento estrutural dos pilares e concluir qual o efeito das paredes sobre estes na sua resistência estrutural. Foram ainda alvo de análise o nível de carregamento e a esbelteza do pilar. Compararam-se os resultados dos ensaios experimentais com os estudos numéricos, reproduzindo as condições utilizadas nos ensaios experimentais, por forma a contribuir para o desenvolvimento/melhoria dos métodos de dimensionamento dos pilares em situação de incêndio. O programa experimental comportou a realização de ensaios em pilares de aço de secção H, embebidos em paredes. A modelação numérica dos ensaios foi realizada utilizando o programa de computador de elementos finitos ABAQUS, elaborando-se uma análise geométrica e material não - linear. Os principais resultados deste trabalho de investigação foram uma melhor avaliação da evolução de temperaturas na secção transversal dos pilares de aço com aquecimento diferencial, inseridos em paredes, deslocamentos, forças de restrição e esforço axial daí decorrentes. A partir destes resultados, realizou-se uma análise detalhada do deslocamento do centro de gravidade ao longo do tempo, provocada pela degradação das propriedades mecânicas do aço.